А , ПЃ ж , О» ж , Ој ж для толуолу при температурі t пл == 101,5 В° С [3]
r А , кДж/кг
366343,5
Ој ж , 10 -3 в€™ Па в€™ с
0,27
ПЃ ж , кг/м 3
785,8
О» ж , Вт/(м в€™ К)
0,1179
Підставляючи дані таблиці 3.4 у вираз (3.14), отримаємо:
О± 1 = 0,72 в€™ 0,6 в€™ [(366343,5 в€™ 785,8 2 в€™ 0,1179 3 в€™ 9,81)/(0,27 в€™ 10 -3 в€™ 0,02 в€™ 20,4)] 1/4 = 1049,52 Вт/(м 2 в€™ К)
Теплові навантаження зі сторони кожного з теплоносіїв рівні:
в”Ђ з боку парів толуолу
q ' = О‘ 1 в€™ О”t 1 = 1058,85 в€™ 18,66 = 21410,2 Вт/м 2 ;
в”Ђ з боку толуолу
q " = О‘ 2 в€™ О”t 2 = 1328,6 в€™ 15,5 = 20593,3 Вт/м 2 . br/>
Як бачимо, q '≈ q ".
Розбіжність між тепловими навантаженнями (3,8%) не перевищує 5%, отже, розрахунок коефіцієнтів О± 1 і О± 2 на цьому можна закінчити.
Коефіцієнт теплопередачі дорівнює:
К = 1/(1/1058, 85 +1/1328,6 +3,88 в€™ 10 -4 ) = 479,59 Вт/(м 2 К)
Знайдемо уточнене значення відносної теплового навантаження q ср , як середнє арифметичне q 'і q "
q ср = (q '+ q ")/2 = (21410,2 +20593,3)/2 = 21001,75 Вт/м 2
Відомо, що відносна теплове навантаження пов'язана з коефіцієнтом теплопередачі наступним чином:
q = K в€™ О”t ср (3.15)
Тоді вираз для знаходження уточненого значення необхідної поверхні теплообміну прийме вигляд
F = Q/(K в€™ О”t ср ) = Q/q ср (3.16)
F = 1057130,52/21001,75 = 50,33 м 2
Даний кожухотрубний теплообмінник з довжиною труб L = 3 м і поверхнею F = 60 м 2 , підходить з запасом:
О” = [(60-50,33)/60] в€™ 100% = 16%
Результати уточненого розрахунку поверхні теплопередачі зведені в таблицю 3.5.
Таблиця 3.5 в”Ђ Результати уточненого розрахунку поверхні теплопередачі
F , м 2
R е З
Положення
труб
О± 1 , Вт/(м 2 в€™ К)
О± 2 , Вт/(м 2 в€™ К)
50,33
25273,28
горизонтально
1049,52
1328,6
3.6 Розрахунок гідравлічного опору теплообмінника
Гідравлічне опір в трубному просторі О”p тр розраховуємо за формулою:
О”p тр = О» в€™ L в€™ z в€™ w 2 тр в€™ ПЃ тр /2d + [2,5 (z-1) +2 z] в€™ w 2 тр в€™ ПЃ тр /2 +3 w 2 тр.ш в€™ ПЃ тр /2 (3.17)
Швидкість толуолу розраховується за формулою:
w тр = 4 в€™ G З в€™ z/(ПЂ в€™ d 2 вн в€™ n в€™ ПЃ З ) (3.18)
Звідси швидкість буде дорівнює:
w тр = 4 в€™ 6,5 в€™ 6/(3,14 в€™ 0,016 2 в€™ 316 в€™ 830,4) = 0,739 м/с. p> Коефіцієнт тертя в трубах розраховується за формулою:
О» = 0,25 {lg [e/3,7 + (6,81/Re тр ) 0,9 ]} -2 , (3.19)
де е = О”/d вн в”Ђ відносна шорсткість труб; О” в”Ђ висота виступів шорсткостей
е = 0,0002/0,016 = 0,0125. p> Звідси коефіцієнт тертя буде дорівнює:
О» = 0,25 {lg [0,0125/3,7 + (6,81/25273,28) 0,9 ]} -2 = 0,0434.
Швидкість толуолу в штуцерах розраховується за формулою:
w шт = 4 в€™ G З /(ПЂ в€™ d шт 2 в€™ ПЃ З ) (3.20)
Звідси швидкість розчину в штуцерах буде дорівнює:
w шт = 4 в€™ 6,5/(3,14 в€™ 0,1 2 в€™ 830,4) = 0,997 м/с.
Гідравлічне опір у трубному просторі:
3 в€™ 830,4 в€™ 0,997 2 /2 = 17864,5 Па. br/>
Результати гідравлічного розрахунку кожухотрубчатого конденсатора зведені в таблицю 3.6.
Таблиця 3.6 в”Ђ Результати гідравлічного розрахунку
